【摘要】：目前,能源短缺已成為世界難題,其引發(fā)的問(wèn)題接踵而至,如何減少執(zhí)行器的使用或使其不使用能源被越來(lái)越多的科研工作者所關(guān)注,由此自驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)運(yùn)而生。自驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器是執(zhí)行器自身能夠從外界獲取能量,將自然界中的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換后,使自身發(fā)生致動(dòng)。眾所周知自然界的能量包括水能,熱能,光能等很多種形式。光能又因易獲得,安全,綠色環(huán)保被尤為重視。利用光能作為驅(qū)動(dòng)能源的執(zhí)行器我們稱(chēng)之為光驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器。光驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的致動(dòng)原理可劃分為光化學(xué)反應(yīng),光熱轉(zhuǎn)換,光電轉(zhuǎn)換等。其中光熱轉(zhuǎn)換具有現(xiàn)象明顯,原理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)而被科研人員廣泛研究。光熱轉(zhuǎn)換可以讓來(lái)自于光的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?又因?yàn)闊崃康拇嬖诳梢允固囟ǖ牟牧袭a(chǎn)生熱膨脹,熱傳遞等現(xiàn)象從而引起表面張力的改變,進(jìn)而使執(zhí)行器產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)等。光能可以通過(guò)無(wú)接觸,可操控并且連續(xù)的操作方式直接轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。盡管很多先驅(qū)性的工作已經(jīng)證實(shí)了可以通過(guò)光照使物體自身的熱量發(fā)生梯度改變,引起物體的表面張力發(fā)生變化,從而可控性的對(duì)器件進(jìn)行操控。但是,難題還是存在的,比如,第一如何將光熱轉(zhuǎn)換材料與器件基底進(jìn)行高效、簡(jiǎn)單、靈活的結(jié)合,第二如何能夠設(shè)計(jì)出具有豐富功能且精巧的執(zhí)行器。第三當(dāng)執(zhí)行器在液體表面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí),流體的表面所帶有的粘滯性會(huì)產(chǎn)生阻力,嚴(yán)重阻礙執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng),如何減少這些阻力是亟待解決的問(wèn)題。以上這些難題都嚴(yán)重阻礙了自驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的進(jìn)一步深入研究和更加實(shí)際化應(yīng)用的腳步。本研究工作針對(duì)以上所提到問(wèn)題,進(jìn)行了深入研究。本研究發(fā)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)便的一步加工方法來(lái)制備可光致動(dòng)的漂浮器件,這種可漂浮器件具有多功能的表面,這種表面既可以吸收光能,又可以減少水面粘滯性帶來(lái)的阻力。在這項(xiàng)工作中,我們采用的激光直寫(xiě)技術(shù)不僅可以在物體上直寫(xiě)出具有非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的圖案,還可以將物體的表面進(jìn)行改性操作。通過(guò)在特定的位置集成多功能的表面或設(shè)計(jì)非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的方式,制備出三種典型的光驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器,這三種器件可以在光源的照射下快速的進(jìn)行線性或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這些器件不僅可以利用傳統(tǒng)的光源-激光進(jìn)行致動(dòng),還可以使用聚焦太陽(yáng)光和大范圍照射的白熾燈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過(guò)對(duì)這三種光驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的研究為解決上述問(wèn)題提供了切實(shí)可行的研究基礎(chǔ),并且此光驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器具有簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保且成本低廉的優(yōu)勢(shì)。
【圖文】：

圖 1.1 當(dāng)前電執(zhí)行器的發(fā)展1.3 濕度執(zhí)行器濕度是說(shuō)明大氣中的水分子含量程度的量度。水分子的存在以及多寡決定了濕度大小。人類(lèi)生活的環(huán)境濕度既不能不高，也不能太低，然而濕度又是一直在變化的量。濕度發(fā)生改變后可刺激智能執(zhí)行器發(fā)生相應(yīng)的變化，因此濕度也可以成為一種刺激因素。當(dāng)一些智能材料、智能器件對(duì)于水分子的結(jié)合程度以及后續(xù)的變化不同，產(chǎn)生的梯度表現(xiàn)，從而產(chǎn)生形變運(yùn)動(dòng)。已有研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)制備好的氧化石墨烯薄膜在聚焦太陽(yáng)光下進(jìn)行照射，接收到太陽(yáng)光的氧化石墨烯會(huì)被原位還原的，也就是在該區(qū)域形成了氧化石墨烯和還原氧化石墨烯的雙層結(jié)構(gòu)薄膜，而氧化石墨烯表面具有很多含氧官能團(tuán)，可以有效的和水分子進(jìn)行結(jié)合，之后產(chǎn)生

第一章 緒論器，到微觀的濕度執(zhí)行器，隨處均可見(jiàn)到水凝膠的身影。如研究者利用 PE合光刻技術(shù)，制備出可以進(jìn)行濕度響應(yīng)的執(zhí)行器。當(dāng)濕度發(fā)生改變或可操行器可以向特定的方向彎曲，由此設(shè)想可以制備自動(dòng)感應(yīng)濕度的智能窗簾器件[17]。水凝膠也可以制成微納結(jié)構(gòu)的濕度執(zhí)行器，利用飛秒激光加工技備出微型水凝膠器件，在濕度的影響下，發(fā)生了形變[18]。總之濕度執(zhí)行生活中得到了廣泛應(yīng)用，如果能加以普及，相信未來(lái)的生活將會(huì)更加智
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP215;TN249

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳志鋼;張麗莎;田啟威;胡俊青;;碳基光熱轉(zhuǎn)換納米材料的表面功能化和生物應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年23期

2 胡青丹;;從構(gòu)建和諧社會(huì)的視角看能源短缺問(wèn)題[J];大連干部學(xué)刊;2009年08期

3 劉助仁;;新能源:緩解能源短缺和環(huán)境污染的新希望[J];科技與經(jīng)濟(jì);2008年01期

4 徐兵,魏國(guó)軍,陳林森;激光直寫(xiě)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展[J];光電子技術(shù)與信息;2004年06期

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1 王歡;功能微流控芯片的激光制備及應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2017年

2 田野;PDMS壁虎腳仿生復(fù)合材料設(shè)計(jì)與摩擦粘附特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

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1 化得川;3D打印光致動(dòng)復(fù)合材料設(shè)計(jì)及應(yīng)用[D];蘭州理工大學(xué);2017年

2 肖鑫澤;基于PDMS微納結(jié)構(gòu)的純?nèi)嵝詥坞姌O摩擦電納米發(fā)電機(jī)[D];吉林大學(xué);2015年

3 彭仁貴;碳納米管/彈性體復(fù)合材料的制備及其光致機(jī)械響應(yīng)行為研究[D];湖北大學(xué);2013年

4 沈軍峰;光驅(qū)動(dòng)微機(jī)械馬達(dá)實(shí)現(xiàn)方式的研究[D];燕山大學(xué);2011年

5 夏飛;PDMS微流控芯片的制備工藝研究[D];南京理工大學(xué);2010年

6 劉亞?wèn)|;電場(chǎng)活化聚合物（DE）平面彎曲致動(dòng)器設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2677459